1、1B413010 橋梁的構(gòu)造1B413011 掌握橋梁的組成與類型一、 橋梁組成橋梁由五個(gè)“大部件”與五個(gè)“小部件”所組成。 1五大部件包括：橋跨結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺(tái)、墩臺(tái)基礎(chǔ)。 2五小部件包括：橋面鋪裝(或稱行車道鋪裝)、排水防水系統(tǒng)、欄桿(或防撞欄桿)、伸縮縫、燈光照明。二、相關(guān)尺寸術(shù)語(yǔ)1、凈跨徑.梁式橋是設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩(或橋臺(tái))之間的凈距，用L表示。對(duì)于拱式橋是每孔拱跨兩個(gè)拱腳截面最低點(diǎn)之間的水平距離。 2總跨徑是多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和，也稱橋梁孔徑，它反映了橋下宣泄洪水的能力。 3計(jì)算跨徑對(duì)于具有支座的橋梁，是指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個(gè)支座中心之間的距離，用l表示。拱圈(或

2、拱肋)各截面形心點(diǎn)的連線稱為拱軸線，計(jì)算跨徑為拱軸線兩端點(diǎn)之間的水平距離。 4橋梁全長(zhǎng)簡(jiǎn)稱橋長(zhǎng)，是橋梁兩端兩個(gè)橋臺(tái)的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)之間的距離，以L表示。對(duì)于無(wú)橋臺(tái)的橋梁為橋面系行車道的全長(zhǎng)。 5橋梁高度簡(jiǎn)稱橋高，是指橋面與低水位之間的高差，或?yàn)闃蛎媾c橋下線路路面之間的距離。橋高在某種程度上反映了橋梁施工的難易性。 6橋下凈空高度是設(shè)計(jì)洪水位或計(jì)算通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，以H表示，它應(yīng)保證能安全排洪，并不得小于對(duì)該河流通航所規(guī)定的凈空高度。 7建筑高度是橋上行車路面(或軌頂)標(biāo)高至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，它不僅與橋梁結(jié)構(gòu)的體系和跨徑的大小有關(guān)，而且還隨行車部分在橋上布置的高度位

3、置而異。公路(或鐵路)定線中所確定的橋面(或軌頂)標(biāo)高，對(duì)通航凈空頂部標(biāo)高之差，又稱為容許建筑高度。橋梁的建筑高度不得大于其容許建筑高度，否則就不能保證橋下的通航要求。 8凈矢高是從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下線最低點(diǎn)之連線的垂直距離；計(jì)算矢高是從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離，以f表示。 9矢跨比是拱橋中拱圈(或拱肋)的計(jì)算矢高f與計(jì)算跨l之比，也稱拱矢度，它是反映拱橋受力特性的一個(gè)重要指標(biāo)。 10涵洞是用來(lái)宣泄路堤下水流的構(gòu)造物。通常在建造涵洞處路堤不中斷。為了區(qū)別于橋梁，單孔跨徑不到5m的結(jié)構(gòu)物，均稱為涵洞。三、橋梁的分類（一）按橋梁的結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)體系劃分，有梁式橋

4、、拱橋、剛架橋、懸索橋等四種基本體系。梁式體系是古老的結(jié)構(gòu)體系。梁作為承重結(jié)構(gòu)是以它的抗彎能力來(lái)承受荷載的。梁分簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、固端梁和連續(xù)梁等。拱式體系的主要承重結(jié)構(gòu)是拱肋(或拱箱)，以承壓為主，可采用抗壓能力強(qiáng)的圬工材料(石、混凝土與鋼筋混凝土)來(lái)修建。拱分單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱和無(wú)鉸拱。拱是有推力的結(jié)構(gòu)，對(duì)地基要求較高，一般常建于地基良好的地區(qū)。混凝土拱橋一般采用無(wú)鉸拱體系。剛架橋是介于梁與拱之間的一種結(jié)構(gòu)體系，整個(gè)體系是壓彎結(jié)構(gòu)，也是有推力的結(jié)構(gòu)。剛架橋的橋下凈空比拱橋大，在同樣凈空要求下可修建較小的跨徑。一般用于跨徑不大的城市橋或公路高架橋和立交橋。是指以懸索為主要承重結(jié)構(gòu)的橋。其主

5、要構(gòu)造是：纜、塔、錨、吊索及橋面，一般還有加勁梁。懸索橋是大跨橋梁的主要形式，因其主要桿件受拉力，材料利用效率最高，其能比其他形式的橋梁更能經(jīng)濟(jì)合理地修建大跨度橋。（1）連續(xù)剛構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)都是由梁和剛架相結(jié)合的體系，它是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)采用懸臂施工法而發(fā)展起來(lái)的一種新體系。（2）梁、拱組合體系這類體系中有系桿拱、桁架拱、多跨拱梁結(jié)構(gòu)等。它們利用梁的受彎與拱的承壓特點(diǎn)組成聯(lián)合結(jié)構(gòu)。（3）斜拉橋（二）橋梁的其他分類分類方式包括內(nèi)容按用途劃分公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋、運(yùn)水橋(渡槽)及其他專用橋梁按橋梁全長(zhǎng)和跨徑的不同特殊大橋、大橋、中橋和小橋按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料劃分圬工橋、鋼筋

6、混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋和木橋等跨越障礙的性質(zhì)跨河橋、跨線橋(立體交叉)、高架橋和棧橋上部結(jié)構(gòu)的行車道位置上承式橋、下承式橋和中承式橋1B413012 掌握橋梁基礎(chǔ)分類和受力特點(diǎn)橋梁基礎(chǔ)按施工方法可分為擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、管柱、沉井、地下連續(xù)墻等，下面分別介紹各類基礎(chǔ)的分類及受力特點(diǎn)。一、擴(kuò)大基礎(chǔ)擴(kuò)大基礎(chǔ)按其施工方法分為機(jī)械開(kāi)挖基坑澆筑法、人工開(kāi)挖基坑澆筑法、土石圍堰開(kāi)挖基坑澆筑法、板樁圍堰開(kāi)挖基坑澆筑法。擴(kuò)大基礎(chǔ)按其材料性能特點(diǎn)可分為配筋與不配筋的條形基礎(chǔ)和單獨(dú)基礎(chǔ)。無(wú)筋擴(kuò)大基礎(chǔ)常用的有混凝土基礎(chǔ)、片石混凝土基礎(chǔ)等 擴(kuò)大基礎(chǔ)主要承受壓應(yīng)力，一般用抗壓性能好，抗彎拉、抗剪性能較差的材料(如

7、混凝土、毛石、三合土等)建造，適用于地基承載力較好的各類土層。二、樁基礎(chǔ)(1)按樁的使用功能分類豎向抗壓樁：豎向抗拔樁： 水平受荷樁：復(fù)合受荷樁：(2)按樁承載性能分類摩擦樁： 端承樁 摩擦端承樁：端承摩擦樁：(3)按樁身材料分類可分為木樁，混凝土樁，鋼樁，組合樁等。(4)按樁徑大小分類小樁：樁徑d250mm。中等直徑樁：250mm<d<800mm。大直徑樁：樁徑d800mm。因?yàn)闃稄酱笄覙抖诉€可以擴(kuò)大，因此，單樁承載力較高。(5)按施工方法分類可分為沉樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁，其中沉樁又分為錘擊沉樁法、振動(dòng)沉樁法、射水沉樁法、靜力壓樁法。沉樁：錘擊沉樁法一般適用于松散、中密砂土、黏

8、性土，樁錘有墜錘、單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘、柴油機(jī)錘、液壓錘等，可根據(jù)土質(zhì)情況選用適用的樁錘；振動(dòng)沉樁法一般適用于砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較松的碎石土；射水沉樁法適用在密實(shí)砂土，碎石土的土層中，用錘擊法或振動(dòng)法沉樁有困難時(shí)，可用射水法配合進(jìn)行；靜力壓樁法在標(biāo)準(zhǔn)貫人度N<20的軟黏土中，可用特制的液壓機(jī)或機(jī)力千斤頂或卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備沉人各種類型的樁；鉆孔埋置樁為鉆孔后，將預(yù)制的鋼筋混凝土圓形有底空心樁埋人，并在樁周壓注水泥砂漿固結(jié)而成，適用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直徑圓樁。鉆孔灌注樁適用于黏性土、砂土、礫卵石、碎石、巖石等各類土層。挖孔灌注樁適用于無(wú)地下水或少量地下水，且較密實(shí)

9、的土層或風(fēng)化巖層，如空氣污染物超標(biāo)，必須采取通風(fēng)措施。2樁基礎(chǔ)的受力計(jì)算（略），不考，不用看。三、管柱管柱基礎(chǔ)主要適用于巖層、緊密黏土等各類緊密土質(zhì)的基底，并能穿過(guò)溶洞、孤石支承在緊密的土層或新鮮巖層上，不適用于有嚴(yán)重地質(zhì)缺陷的地區(qū)，如斷層擠壓破碎帶或嚴(yán)重的松散區(qū)域。管柱按材料分類有由鋼筋混凝土管柱、預(yù)應(yīng)力混凝土管柱及鋼管柱三種。四、沉井沉井基礎(chǔ)是一種斷面和剛度均比樁要大得多的井筒狀結(jié)構(gòu)，是依靠在井內(nèi)挖士，借助井體自重及其他輔助措施而逐步下沉至預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高，最終形成的一種結(jié)構(gòu)深基礎(chǔ)型式。特點(diǎn)：沉井基礎(chǔ)施工時(shí)占地面積小，坑壁不需設(shè)臨時(shí)支撐和防水圍堰或板樁圍護(hù)，與大開(kāi)挖相比較，挖土量少，對(duì)鄰近建筑

10、物的影響比較小，操作簡(jiǎn)便，無(wú)需特殊的專業(yè)設(shè)備。沉井基礎(chǔ)剛度大，有較大的橫向抗力，抗振性能可靠，尤其適用于豎向和橫向承載力大的深基礎(chǔ)。沉井基礎(chǔ)按其制造情況可分為就地澆筑下沉沉井、浮式沉井；按其橫截面形狀分為圓形、矩形、橢圓形、圓端形、多邊形及多孔井字形沉井等；按其豎向剖面形狀可分為柱形、錐形、階梯形沉井等；五、地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻施工過(guò)程示意圖(a)成槽；(b)插入接頭管；(c)放入鋼筋籠；(d)澆注混凝土1已完成的單元槽段；2泥漿；3成槽機(jī)；4接頭管；5鋼筋籠；6導(dǎo)管；7澆筑的混凝土地下連續(xù)墻分類如下：按成墻方式可分為樁排式、壁板式、組合式；按挖槽方式大致可分為抓斗式、沖擊式、回轉(zhuǎn)式。1B41

11、3013掌握橋梁下部結(jié)構(gòu)分類和受力特點(diǎn)一、橋梁下部結(jié)構(gòu)分類公路橋梁下部結(jié)構(gòu)可分為重力式橋墩、重力式橋臺(tái)、輕型橋墩、輕型橋臺(tái)。(一)重力式墩、臺(tái)重力式橋墩與重力式橋臺(tái)的主要特點(diǎn)是靠自身重量來(lái)平衡外力而保持其穩(wěn)定，因此，墩、臺(tái)身比較厚實(shí)，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū)，小橋也往往采用。主要缺點(diǎn)是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大。拱橋重力式橋墩分為普通墩與制動(dòng)墩，制動(dòng)墩要能承受單向較大的水平推力，防止出現(xiàn)一側(cè)的拱橋傾坍，因而尺寸較厚實(shí)；與梁橋重力式橋墩相比較，具有拱座等構(gòu)造設(shè)施。梁橋和拱橋上常用的重力

12、式橋臺(tái)為U型橋臺(tái)，它適用于填土高度在8lOm以下或跨度稍大的橋梁。缺點(diǎn)是橋臺(tái)體積和自重較大，也增加了對(duì)地基的要求。此外，橋臺(tái)的兩個(gè)側(cè)墻之間填土容易積水，結(jié)冰后凍脹，使側(cè)墻產(chǎn)生裂縫，所以宜用滲水性較好的土夯填，并做好臺(tái)后排水措施。(二)輕型墩、臺(tái)1梁橋輕型橋墩、臺(tái)(1)梁橋輕型橋墩鋼筋混凝土薄壁橋墩：施工簡(jiǎn)便，外形美觀，過(guò)水性良好，適用于低級(jí)土軟弱的地區(qū)。需耗費(fèi)用于立模的木料和一定數(shù)量的鋼筋。柱式橋墩：外形美觀，圬工體積少，而且重量較輕。鉆孔樁柱式橋墩：適合于多種場(chǎng)合和各種地質(zhì)條件。通過(guò)增大樁徑、樁長(zhǎng)或用多排樁加建承臺(tái)等措施，也能適用于更復(fù)雜的軟弱地質(zhì)條件以及較大的跨徑和較高的橋墩。柔性排架樁墩

13、：優(yōu)點(diǎn)是用料省、修建簡(jiǎn)便、施工速度快。主要缺點(diǎn)是用鋼量大，使用高度和承載能力受到一定限制。因此它只適合于在低淺寬灘河流、通航要求低和流速不大的水網(wǎng)地區(qū)河流上修建小跨徑橋梁時(shí)采用。(2)、梁橋輕型橋臺(tái)設(shè)有支撐梁的輕型橋臺(tái)：適用于單跨橋梁，橋孔跨徑6lOm，臺(tái)高不超過(guò)6m。埋置式橋臺(tái)：橋臺(tái)所受的土壓力小，橋臺(tái)的體積相應(yīng)的減少。但是由于臺(tái)前護(hù)坡是用片石做表面防護(hù)的一種永久性設(shè)施，存在有被洪水沖毀而使臺(tái)身裸露的可能，故設(shè)計(jì)時(shí)必須慎重地進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定的驗(yàn)算。分為后傾式、肋形埋置式、雙柱式、框架式等類型。其中樁柱式橋臺(tái)對(duì)于各種土壤地基都適宜。其適用范圍是：橋孔跨徑820m，填土高度35m。當(dāng)填土高度大于5

14、m時(shí)宜采用框架式埋置式橋臺(tái)。a后傾式 b肋形埋置式 c雙柱式 d框架式鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)：適用于軟弱地基的條件，但其構(gòu)造和施工比較復(fù)雜，并且鋼筋用量也較多。加筋土橋臺(tái)：在臺(tái)后路基填土不被沖刷的中、小跨徑橋梁，臺(tái)高35m時(shí)，可采用加筋土橋臺(tái)。2拱橋輕型橋墩、臺(tái)(1)拱橋輕型橋墩帶三角桿件的單向推力墩：只在橋不太高的旱地上采用。懸臂式單向推力墩：適用于兩鉸雙曲拱橋。(2)拱橋輕型橋臺(tái)其工作原理是，當(dāng)橋臺(tái)受到拱的推力后，便發(fā)生繞基底形心軸而向路堤方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)臺(tái)后的土便產(chǎn)生抗力來(lái)平衡拱的推力，從而使橋臺(tái)的尺寸較小。八字形橋臺(tái)：適合于橋下需要通車或過(guò)水的情況；U字形橋臺(tái)：適合于較小跨徑的橋梁；背撐式

15、橋臺(tái)：適用于較大跨徑的高橋和寬橋；靠背式框架橋臺(tái)：適合于在非巖石地基上修建拱橋橋臺(tái)。拱橋的其他形式橋臺(tái)組合式橋臺(tái)：適用于各種地質(zhì)條件；，空腹式橋臺(tái)：一般是在軟土地基、河床無(wú)沖刷或沖刷輕微、水位變化小的河道上采用；齒檻式橋臺(tái)：適用于軟土地基和路堤較低的中小跨徑拱橋。八字形橋臺(tái)U形橋臺(tái)二、橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)與受力特點(diǎn)(一)橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)1重力式橋墩：梁橋重力式橋墩由墩帽、墩身、基礎(chǔ)等組成，墩帽要滿足支座布置和局部承壓的需要；與梁橋重力式橋墩相比較，拱橋重力式橋墩具有拱座等構(gòu)造設(shè)施，且制動(dòng)墩要比普通墩尺寸更厚實(shí)，能承受單向較大的水平推力，防止傾坍。2重力式橋臺(tái)(U型橋臺(tái))：由臺(tái)帽、背墻、

16、臺(tái)身(前墻、側(cè)墻)、基礎(chǔ)、錐坡等幾部分組成。背墻、前墻與側(cè)墻結(jié)合成一體，兼有擋土墻和支撐墻的作用。3梁橋輕型橋墩(1)鋼筋混凝土薄壁橋墩：圬工體積小、結(jié)構(gòu)輕巧，比重力式橋墩可節(jié)約圬工量70左右。(2)柱式橋墩：由分離的2根或多根立柱(或樁柱)組成，是公路橋梁中采用較多的橋墩形式之一。(3)柔性排架樁墩：由單排或雙排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成。4梁橋輕型橋臺(tái)(1)設(shè)有支撐梁的輕型橋臺(tái)(2)埋置式橋臺(tái)： (3)鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)：(4)加筋土橋臺(tái)： 5拱橋輕型橋墩(1)帶三角桿件的單向推力墩：(2)懸臂式單向推力墩。6拱橋輕型橋臺(tái)(1)八字形橋臺(tái)。(2)U字形橋臺(tái)(3)背撐式橋臺(tái)：(4

17、)靠背式框架橋臺(tái)：(二)橋梁下部結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)橋墩為多跨橋梁中的中間支承結(jié)構(gòu)物，除承受上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生豎向力、水平力和彎矩外，還承受風(fēng)力、流水壓力及可能發(fā)生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的撞擊力。橋臺(tái)設(shè)置在橋梁兩端，除了支承橋跨結(jié)構(gòu)外，又是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)筑物；它既要能擋土護(hù)岸，又能承受臺(tái)背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加土側(cè)壓力。1B413014 掌握橋梁上部結(jié)構(gòu)分類和受力特點(diǎn)1斜交板橋2裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁：3預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁：4連續(xù)體系橋梁5斜拉橋6懸索橋(1)主纜為主要承重結(jié)構(gòu) (2)主纜的變形非線性，一般采用撓度理論或變形理論。1B413015 了解橋梁計(jì)算荷載一、橋梁設(shè)計(jì)作用的分類公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類二、橋梁工程作用取值方法(一)公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同作